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極緻挑戰80小時——北航學生再次打破無人機續航時間世界紀錄

極緻挑戰80小時——北航學生再次打破無人機續航時間世界紀錄

車載起飛的“馮如三号”無人機。北航供圖

極緻挑戰80小時——北航學生再次打破無人機續航時間世界紀錄

淩晨4點,團隊成員在外場監視無人機飛行狀态。北航供圖

80小時46分35秒。世界紀錄再次被重新整理。

前不久,來自北京航空航天大學的“馮如三号”二期團隊,成功重新整理25-100公斤級油動固定翼無人機續航時間世界紀錄的消息引發關注。鮮為人知的是,團隊成員是25名來自4個年級、不同專業的大學生,平均年齡不超過20歲,90%以上為00後。

此前,這項紀錄由“馮如三号”首期團隊保持。2019年10月,首期團隊以30小時6分42秒的航時,創下25-100公斤級油動固定翼無人機續航時間世界紀錄。如今,二期團隊經過兩年的極緻挑戰,成功重新整理這一紀錄,躍居全世界油動固定翼無人機續航時間的榜首。

站在無人機續航飛行的金字塔頂端,這群不到20歲的年輕人并未停下探索的腳步,他們立志要讓“馮如三号”無人機在藍天翺翔500小時。

一盒被擰壞的螺絲釘

在團隊裡,所有人的飛行夢想都指向了一個地方:“馮如三号”。

這架油動固定翼無人機,全機為黑色,翼展約10米,機身呈潛艇形,由碳纖維複合材料制成。起飛時,它螺旋轟鳴,塵土飛揚,像一隻傲視蒼穹的雄鷹。

第一次見到它時,2001年出生的李沛杉隻是北航一個入學不久的學生。從未接觸過無人機的她,首次見面隻是覺得這個大家夥“很酷”。

在“馮如三号”的第一堂課上,這群穿着時尚、追求潮流的00後,被拉到一個工廠,那是北航與航空航天領域企事業機關合作建立的實踐育人基地。在這裡,所有飛行夢想的實作,都要從擰好一顆螺絲釘做起。

李沛杉在工廠實地學習,沒有任何實操經驗。在安裝零件時,她擰裂過螺旋槳,還因為插錯電池,燒壞了器件,當時,這個19歲的小姑娘一下子就哭了。

2018年,作為“馮如三号”團隊的首批成員,大飛機班的付甯第一次進入工廠,看着勞工師傅手上拿的工具,不知道名字,更不知道如何下手。

以看似最簡單的擰螺栓為例,不同的螺栓有不一樣的預緊力,擰松了會導緻器件松動,過緊了容易造成部件損壞。

讓付甯犯難的是,剛上手的他,使勁沒有分寸,常常擰着擰着,聽着“咯噔”一聲,螺絲斷了。一周下來,擰壞的螺絲,足以裝滿一個小盒子。他在“馮如三号”團隊待了3年,螺絲擰壞一盒的“傳說”,至今還在團隊内部流傳。

付甯說,這是一項對精密度要求極高的工作,無人機所用的零部件都要一一稱重,甚至對膠水的用量都做了數字化的規定。

“馮如三号”首期團隊隊長張益铨說,團隊成員剛來時通常是帶着年輕人的“虎氣”,什麼事都敢幹,卻免不了粗心犯錯,在團隊磨煉一段時間後,大家漸漸學會了謹慎、細緻的工作态度。

張益铨曾帶着一個學弟去調整飛機的水準尾翼,剛開始時,左、右水準尾翼始終達不到同一個水準線,這個小夥子便拆了又裝,裝了又拆,直到飛機首飛之前,學弟還在一步步調整。

“飛行的要求很高,高到每一條線,都需要達到預設位置。隻有這樣,才能防止飛機出現異常情況。” 張益铨說。

一夜須白換來的成功

“馮如三号”團隊還有“甘坐冷闆凳”的傳統。

在飛機試飛之前,團隊成員需要做大量的加油和抽油工作。這其中,加油是起飛前的最後一步,晚上11點半開始加油稱重,往往要到次日淩晨4點多才能結束;同時,他們還要測量發動機的耗油量、轉速、氣缸的溫度,大家4小時輪一班,輪流值班記錄。

北航馮如書院2019級學生李緒航至今記得,有一次試飛,雖是8月,但晚上露水重,溫度低,坐在發動機附近,螺旋槳吹來陣陣冷風,他們不得不把羽絨服披在身上當被子;偶爾電泵“罷工”了,電池沒電了,李緒航就自己上工,靠手搖油泵,給無人機加油。

來自可靠性與系統工程學院的學生劉雅曦,最初在起降組,後來被調到了控制組,負責傳感器部分,一做試驗就是7個多小時,通宵熬夜是常事。

有一年,大年三十的晚上,團隊成員隻有一件羽絨服,他們便輪換着披在身上做試驗。劉雅曦記得,有時實在冷得受不了,他們中就有人喝輔導員的酒來取暖。

盡管如此,這個19歲的小姑娘從未覺得苦,她隻想着可以把所學的東西服務國家。

“馮如三号”團隊指導老師王耀坤解釋,飛機一旦飛上了天,将面臨很多未知因素,随時可能出現發動機熄火等情況,團隊成員隻有時時刻刻通過地面站監控飛行資料,才能夠判斷飛機飛行狀态,在第一時間作出處理。是以,團隊成員要經常根據任務需要一起熬夜。

2001年出生的小夥子王骥勤記得,入學時老師曾說,要找到自己喜歡的事情。現在,他覺得自己找到了,這件事就是“馮如三号”。

有一次,王骥勤發現,飛機加完油後,相關參數出現了問題。他就和團隊成員一起把油抽出來,返工修改動力方案,一點點調試。熬到淩晨4點多,偶然照鏡子時,他突然發現,自己的胡子一下子變白了。

從此,“一夜須白”的故事也在團隊裡流傳開來。但王骥勤覺得“值”,在死磕試驗的過程中,他說自己也變得更加勇敢、嚴謹了。

沒有人因艱苦而放棄“馮如三号”。2020年12月27日,付甯剛參加完研究所學生招生考試,出了考場,就接到了團隊成員的電話。電話那頭說,“馮如三号”新型動力系統研發時間緊、任務重,需要人手開展動力試驗。二話沒說,付甯第二天就坐上了高鐵直奔目的地。

後來,有團隊成員問他當時有沒有猶豫。付甯回答沒有,在他看來,既然開始了這件事情,就要繼續做下去,“‘馮如三号’不僅是一架無人機,更承載着所有人的飛行夢。”

一架墜落的無人機

這架“馮如三号”無人機也曾傷痕累累。

2001年出生的宇航學院學生章修惠第一次見到無人機墜機,是在海南。中午吃完飯,所有人正準備午休,隻聽外面有人大喊:“飛機出事了,飛機出事了。”他立刻跑出去,看着飛機呈螺旋狀往下墜落,最終消失在樹林之中。

所有人都吓傻了,20多人集體出動,帶着推車、鉗子、剪刀、滅火器,兵分兩路去尋找。飛機墜落的位置,處于熱帶雨林之中,路途布滿灌木叢,樹枝劃破衣服,他們也顧不上了,用雙手撥開所有障礙去尋找飛機殘骸。

見到無人機時,已是一片狼藉。章修惠記得,無人機一部分掉到了山溝裡,另一部分機身不見蹤影。同行的王有盛覺得心疼,飛機的每一個部位,可都是大家親手安裝的,在他們心中這是一件無價之寶。

墜機事故發生後,“馮如三号”團隊成員把殘骸搬回實驗室,一點點拆開,分析故障原因。

第一次經曆試飛失敗時,田格還是一個愛掉眼淚的小姑娘。如今,這位航空科學與工程學院的學生,已見過太多次試飛,一旦遇到突發情況,她可以鎮定地去分析故障原因,“這些失敗讓我有了抗挫折的力量,即便面對其他困難,也沒有那麼畏懼了。”

在無人機研制期間,為驗證各項性能,“馮如三号”團隊共進行過數千小時試驗,數十輪試飛;為了測試飛機的極限航時,他們曾把飛機帶到鄭州、 許昌、焦作、安陽、海口、蕪湖、天津、南京……

2021年5月18日,團隊在河南許昌正式開啟了“馮如三号-100型”無人機的試飛之旅。

一片可以自由翺翔的藍天

試飛當天,這群學生不斷盯着天氣預報,生怕風向不合适,生怕突遭大風大雨。

來自航空科學與工程學院的學生馮嘉瑞,站在跑道旁的安全區域内,看着承載無人機的汽車直線加速,随着一聲“起飛”,飛機瞬間被釋放,從汽車上“一躍而起”,沿着梯度逐漸盤旋上升,直至進入預訂航線。

成功了!所有人歡呼,眼睛久久盯着天上的“馮如三号”,不願移開。

試飛成功後,挑戰才真正開始。

這架由汽油發動機驅動的無人機,自此開始沖擊世界紀錄的續航飛行。加滿燃料後,它的總重量約為60公斤,飛行期間,攜帶約3公斤的模拟載荷。

讓馮嘉瑞印象深刻的是,有一次,“馮如三号”遭遇八級左右的大風,下起了大暴雨,監測點的帳篷被吹變形,外場的欄杆也被吹跑了幾個。所有人屏住呼吸,盯着資料,陪“馮如三号”無人機一起挺過這道難關。

等到第二天,天氣轉好,無人機還在指定軌道飛行。這超出了張益铨的想象,“這說明在強風和強降雨的環境下,‘馮如三号’的抗風性能非常強。”

5月21日,“馮如三号”無人機完成使命,成功降落跑道。章修惠第一時間扛着錄影機出去拍照,記錄它落地的瞬間。這群平均年齡不到20歲的學生抱頭痛哭,抑制不住地流下眼淚。

“這是一種發自内心地對航空航天的熱愛。” 章修惠說。

“‘馮如三号’是把一群會發光、發熱的人聚集在一起,帶着大家的理想和追求,一起飛上了藍天。”成員王瀾谖說。

“隻有不斷追求極緻,才能在某一天成為狀元。”成員張耀輝說。

2021年10月1日,國慶節當天,國際航空聯合會正式認證了“馮如三号”團隊創造的新的世界紀錄。

“我們打心底感受到學生對航空航天的熱愛。”北航團委書記莊岩說,在傳統課堂上,很多相關專業的同學不知道飛機如何飛行最省油,甚至有學生不知道起飛的原理。但在“馮如三号”團隊,學生們是自主地學習知識,去做機械設計,去向前輩們請教,“我們要将科研和教學融合徹底打通,培養科技人才的先鋒隊和排頭兵。”

望向天空,“馮如三号”團隊有着更遠大的目标。團隊成員林招如,把自己的博士論文方向定為超長航時無人機總體設計,其中提到“馮如三号”無人機飛行目标要達到500小時。他們要瞄準未來航空科技的最高水準。

中青報·中青網見習記者 楊潔 來源:中國青年報

來源:中國青年報

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